CN113677858A - 用于交通工具的大气水发生器和除湿器 - Google Patents

Abstract

AWG系统(102)，其安装在如交通工具等设备(100)上或与所述设备耦接，所述设备可以具有：(i)放热元件106，所述放热元件可以将由所述设备(100)产生的余热提供给由所述AWG(102)产生的水(112)的制造、处理或分配；(ii)电源，所述电源可以将电力提供给由所述AWG(102)产生的水(112)的制造、处理或分配；或者(iii)可以受益于由所述AWG(102)产生的水(112)或经除湿空气的元件。

Description

用于交通工具的大气水发生器和除湿器

技术领域

本发明涉及现场大气水发生器和除湿器。具体地，本发明涉及交通工具中的现场大气水发生器和除湿器。

背景技术

从空气中提取水是众所周知的，并且通常涉及通过制冷循环的蒸发器来促动包括湿气的空气，这将空气的温度降低到所述空气的露点以下，由此导致湿气冷凝，并且水由此从携带的空气中释放。通过这种方法产生的水需要被容纳、处理和分配。在交通工具中按需提取和提供水的方法和系统，如从交通工具的空调系统中提取的水，也是已知的。一些公开描述了利用由交通工具产生的热来处理提取的水的方式。例如，参见韩国专利申请公开第20080020175号、美国专利第5,435,151号。其它公开，如美国专利第8,252,174号，教导了将交通工具中产生的水用于其它应用。

然而，现有技术解决方案仍然存在许多缺点，并且长期以来一直需要改进以使此愿景更实用、更节能和更经济。

发明内容

本发明的目的是向如交通工具等安装有大气水发生器(AWG)的设备提供从所述AWG产生的水和干燥空气得到共同益处的构件并且向AWG提供从所述设备产生的余热或电力得到共同益处的构件。

本发明因此涉及一种AWG系统，其安装在设备上或与所述设备耦接，所述设备可以具有：(i)放热元件，所述放热元件可以将由所述设备产生的余热提供给由所述AWG产生的水的制造、处理或分配；(ii)电源，所述电源可以将电力提供给由所述AWG产生的水的制造、处理或分配；或者(iii)可以受益于由所述AWG产生的水或经除湿空气的元件。这种设备可以是交通工具(例如，汽车、卡车、休闲车、火车、船、轮船、飞机)、工业机器、农业机器、太阳能电池板单元、木材干燥厂中的木材加热器等等。

为了简单起见，描述集中在安装在交通工具上的AWG，但是本领域技术人员也能够将本发明应用于其它对应的实施例。

在第一方面，本发明涉及一种具有系统的AWG，所述系统利用来自设备的残余散发热，所述设备包括用于加热由AWG产生的水的至少一个发热元件。所述AWG将安装在设备中或与所述设备耦接。所述AWG包括：制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；以及巴氏杀菌循环系统，巴氏杀菌循环系统，所述巴氏杀菌循环系统适于使所述水冷凝物循环并将来自所述交通工具的所述发热元件的热传递到循环的水冷凝物，使得所述循环的水冷凝物加热到使所述循环的水冷凝物得到巴氏杀菌的温度和持续时间，并且所述巴氏杀菌循环系统适于对经过巴氏杀菌的水冷凝物进行后冷却。

在一些实施例中，所述设备是交通工具。

在第二方面，本发明提供一种包括上文所描述的AWG系统的设备。在一些实施例中，包括所述AWG系统的所述设备是交通工具。

在另一方面，本发明涉及一种AWG，所述AWG包括：制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；控制单元；可拆卸贮器(如收集罐和瓶)，所述可拆卸贮器适于收纳由所述制冷循环产生和传递的水冷凝物；以及存在传感器，所述存在传感器适于感测所述可拆卸贮器的存在或不存在。所述控制单元与所述存在传感器通信并且被设计成在从所述存在传感器接收到关于不存在所述可拆卸贮器的信号时停止水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递，并在从所述存在传感器接收到关于存在所述可拆卸贮器的信号时启用水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递。

在另一方面，本发明涉及一种安装有包括上文所描述的可拆卸贮器的AWG的设备。

本发明的另一方面涉及一种安装在辅助设备中或与所述辅助设备耦接的AWG系统，所述AWG系统适于将从所述AWG发出的干燥空气和/或由所述AWG产生的水提供给所述辅助设备的系统和模块。所述AWG包含：制冷循环，所述制冷循环适于将相对温热且潮湿的传入空气除湿成相对干燥且寒冷的传出空气，并耦接到至少一个空气-空气热交换器，所述至少一个空气-空气热交换器适于通过将来自所述相对寒冷的传出空气的热传递到相对热的传入空气来对所述传入空气进行预冷却并对所述传出空气进行后加热，其中经过后加热的干燥空气通道输送到适于进行以下中的至少一项的模块：a)向电机吸入口提供温热干燥空气；b)干燥挡风玻璃；c)干燥所述传感器上方的水冷凝；以及d)排出空间(例如，交通工具的乘客舱)中的湿气。

在一些实施例中，提供来自AWG的干燥空气的设备是包括以下中的至少一个的交通工具：电机、挡风玻璃、侧后视镜和需要偶尔洗涤或干燥的传感器。

在一些实施例中，所述设备包括燃料电池和传感器洗涤器中的至少一个，并且所述AWG包括：制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；以及分配管线，所述分配管线适于向所述燃料电池和所述传感器洗涤器中的至少一个提供水冷凝物。

另一方面涉及一种安装有AWG的设备，所述AWG适于向离开所述制冷循环的空气提供相对温热的设备干燥空气。在一些实施例中，所述AWG包括：制冷循环，所述制冷循环适于将相对温热且潮湿的传入空气除湿成相对干燥且寒冷的传出空气，并耦接到至少一个空气-空气热交换器，所述至少一个空气-空气热交换器适于相互对所述传入空气进行预冷却并对所述传出空气进行后加热，其中经过后加热的干燥空气通道输送到适于进行以下中的至少一项的模块：a)向电机吸入口提供温热干燥空气；b)干燥挡风玻璃；c)干燥所述传感器上方的水冷凝；以及d)排出空间(例如，交通工具的乘客舱)中的湿气。

另一方面涉及一种设备，所述设备包括燃料电池和传感器洗涤器中的至少一个，并且安装有AWG，所述AWG包括：制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；以及分配管线，所述分配管线适于向所述燃料电池和所述传感器洗涤器中的至少一个提供水冷凝物。在一些实施例中，所述设备是交通工具。

本发明的又另一方面涉及一种安装在设备中的AWG，所述设备包括至少一个电源，其中所述AWG包括：相变材料(PCM)罐，所述PCM罐适于容纳PCM，以及制冷循环，所述制冷循环由所述设备的电源供电。所述制冷循环包含：蒸发器，所述蒸发器收纳在所述PCM罐中并被适于从容纳在所述PCM罐中的PCM吸收热；第一热交换器；第二热交换器；泵；鼓风机；以及水冷凝物储罐。当所述制冷循环运行时，所述蒸发器适于冷却并使所述PCM罐中的所述PCM至少部分固化。所述泵适于在闭合回路中将来自所述第一热交换器内的冷却的流体循环到所述第二热交换器并将加热的流体从所述第二热交换器循环到所述第一热交换器。所述第一热交换器适于通过将来自所述循环的流体的热传递到所述PCM罐中的所述PCM来冷却循环回路，所述鼓风机适于将来自所述AWG外部的气流吹过所述第二热交换器，所述第二热交换器适于将来自所述气流的热传递到所述流体并将空气冷却到所述空气的露点以下，从而产生水冷凝。

在另一方面，本发明涉及要安装在设备中或与所述设备耦接的AWG，所述AWG包括制冷循环，所述制冷循环从所述设备的电源接收电力。所述制冷循环适于冷冻空气流并将所述空气流中的湿气冷凝成水冷凝物。所述AWG进一步包括：储罐，所述储罐被适于储存所产生的水冷凝物；循环管线，所述循环管线连接到所述储罐，所述循环管线包括第一热交换器和循环泵，所述第一热交换器适于通过交通工具的热源对所述循环管线中循环的水进行加热，所述循环泵适于使来自所述储罐的水循环穿过所述第一热交换器并从所述第一热交换器循环到所述储罐；以及分配管线，所述分配管线包括泵、第二热交换器和喷口，所述分配管线的一端连接到所述水冷凝物储罐，并且所述喷口定位在第二端处，所述第二热交换器定位在所述水冷凝储罐与所述喷口之间；以及PCM室，所述PCM室适于收纳PCM。第二蒸发器的至少一部分和所述分配管线的所述第二热交换器的至少一部分包括第二蒸发器和第二热交换器。

所述第二蒸发器连接到所述制冷循环，定位在膨胀阀下游在允许所述第二蒸发器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于冷却和固化所述PCM，所述分配管线中的所述分配泵适于将来自所述储罐的水促动到所述第二热交换器，然后到所述喷口，所述第二热交换器定位在允许所述第二热交换器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于通过允许水到所述PCM的热传递来使水冷却。

在另一方面，本发明涉及一种设备，所述设备包括至少一个电源，并且安装有包括上文所描述的PCM罐的AWG中的任何一个AWG或与所述AWG耦接。在一些实施例中，所述设备是交通工具。

附图说明

本说明书的结论部分中特别指出并明确主张了被视为本发明的主题。然而，当与附图一起阅读时，可以通过参考以下具体实施方式最佳地理解本发明的组织和操作方法以及其目的、特征和优点，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的安装在发热设备中的AWG的框图；

图2是根据本发明的实施例的安装在发热设备中的AWG的框图；

图3是根据本发明的实施例的AWG的框图，所述AWG耦接到用于感测可拆卸贮器的存在的存在传感器；

图4是根据本发明的实施例的描绘用于操作AWG的方法的流程图，所述AWG耦接到用于感测可拆卸贮器的存在的存在传感器；

图5是根据本发明的实施例的具有安装在包括需要干燥的元件的设备中的预冷却/后加热空气-空气热交换器的AWG的框图；

图6是根据本发明的实施例的安装在设备中的AWG的框图，所述设备在设备运行时向AWG提供电力；

图7是根据本发明的实施例的安装在设备中并配备有水冷却PCM室和水加热循环管线的AWG的框图；

图8是根据本发明的实施例的描述用于操作配备有PCM室和水加热循环管线的AWG的方法的流程图，所述AWG安装在发热设备中或与所述发热设备耦接。

应当理解，为了图示的简单和清楚起见，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大。进一步地，在认为适当的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示相应或相似的元件。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，陈述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域的技术人员将理解的是，可以在不存在这些具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下，并未详细描述众所周知的方法、程序和组分，以免模糊本发明。

参考描绘本发明的实施例的图1，即包括具有系统104的AWG 102的设备100，所述系统利用来自其中安装了AWG 102的设备100的放热组件106的余热。在图1所描绘的实例中，系统104可以是巴氏杀菌系统104，所述巴氏杀菌系统利用由交通工具100的排气歧管106产生的热将产生的水112经过巴氏杀菌。

需要注意的是，图1和接下来的图在每个图中仅示出了发热设备(例如，交通工具)的相关组件，并且设备包括许多其它组件以使其能够发挥作用，但为了清楚和简单起见，仅示出了与本发明相关的组件。

术语“余热”在本文中是指由设备的组件发出的未被设备转化为功的热。

AWG 102进一步包括水产生制冷循环108(在下文中被称为“制冷循环”)，以及鼓风机110，所述鼓风机用于促动气流通过制冷循环108。制冷循环108适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物112。在一些实施例中，制冷循环108可以是交通工具100的空调系统的制冷循环。制冷循环108包括压缩机2、冷凝器4、蒸发器膨胀构件6、蒸发器8和一组制冷剂管10、12和14。当AWG 102运行以产生水冷凝物时，制冷剂气体在压缩机2中被压缩。经压缩的制冷剂气体在制冷剂管线10中行进到冷凝器4，在所述冷凝器中冷凝成液体。经冷凝的液体通过制冷剂管线12行进离开冷凝器4并到达膨胀构件6(例如，毛细管、膨胀阀)，在所述膨胀构件处，所述液体变成寒冷的液-气混合物并且然后进入蒸发器8，在所述蒸发器处，所述液体蒸发并将蒸发器8冷冻到低于传入气流16的露点，以将气流16中的湿气冷凝成水冷凝物112。在离开蒸发器8之后，此时处于气相的制冷剂通过吸入管线14被传递回压缩机2以完成制冷循环。

鼓风机110定位在AWG 102中以能够促动入口气流16进入AWG 102。气流16可以穿过空气过滤器(未示出)以去除颗粒并任选地吸收化学污染物。气流16然后流过蒸发器8，在所述蒸发器中气流16的温度降低到所述气流的露点以下，从而剥落一些冷凝成水滴112的水分。相对冷却和干燥的气流进一步流过冷凝器4，在所述冷凝器中所述气流被加热，并且然后流出AWG 102作为出口气流18。在所描绘的实施例中，鼓风机110定位在冷凝器下游。在一些实施例中，鼓风机110可以定位在沿AWG 102的空气进口与AWG 102的空气排出口之间的流管线的任何合适位置中。

产生的水滴(水冷凝物)112在重力作用下被收集到水冷凝物储罐20(本文也被称为“储罐”)中。在一些实施例中，水首先被收集在集水器中。在一些实施例中，集水器液压地连接到储罐20。

水巴氏杀菌系统104包括巴氏杀菌循环管线22，所述巴氏杀菌循环管线包括水泵24、热交换器26和减压装置28。循环管线22在一端连接到储罐出口。在一些实施例中，循环管线22在另一端连接到储罐入口。水泵24适于从储罐20中抽水，并通过循环管线22使水循环。循环管线22穿过热交换器26，所述热交换器被设计成允许从交通工具的发热元件(如排气歧管106或发动机107)进行热传递。来自如发动机107的制动(未示出)系统或散热器(未示出)等其它发热元件的余热也可以通过将热交换器26耦接到这些其它发热元件中的一个或多个来使用。热交换器26被设计成允许在热水被引导离开巴氏杀菌系统之前对其进行后冷却。在一些实施例中，如图1中所描绘的实施例，循环管线终止于储罐20处，在所述储罐中抽水以完成闭合循环。在一些实施例中，循环管线22终止于包括仅巴氏杀菌水的单独容器处。在一些实施例中，单独容器具有连接到热交换器上游的循环管线的出口，使得储存在单独容器中的巴氏杀菌水被周期性地重新经过巴氏杀菌。

当水巴氏杀菌系统运行时，从储罐20中抽取的水被引导到热交换器26。热交换器26被设计成使水温足够高且持续足够久以灭活如细菌、真菌和病毒等病原体，并且然后尽可能地降低水温，从而使离开巴氏杀菌管线的(并返回储罐或分配给用户)水的温度尽可能接近消耗品温度，优选地是环境温度。为此，热交换器26可以包括第一部分30和第二部分32。第一部分30是预加热/后冷却部分，并且第二部分32是巴氏杀菌部分。从储罐20到达第一部分30的第一侧的水由离开热交换器26的第二部分32并在第一部分30的第二侧中流动的热水预加热。离开第二部分(巴氏杀菌部分)32的热水被在第一部分30的第一侧中流动的水后冷却。因此，第一部分30的第一侧和第二侧在本文中可互换地分别被称为第一部分的预加热侧和后冷却侧。

离开第一部分30的预加热侧的预加热水到达热交换器26的第二巴氏杀菌部分32。巴氏杀菌部分32与交通工具100的发热元件接触——在所描绘的实施例中，向巴氏杀菌部分32提供余热的发热元件106是排气歧管106。

热交换器26的第一部分30具有由阻挡件(未示出)隔开的两侧，每侧具有巴氏杀菌水管线穿过的入口和出口。阻挡件被制造成防止每侧的水与另一侧的水混合，但允许热从一侧的水传递到另一侧的水。在一些实施例中，侧中的每一侧可以是具有多个进口的一组多个室，以最大化所述两侧之间的接口以实现最佳热传递。在一些实施例中，第一部分是交叉流热交换器，如板式热交换器。在一些实施例中，热交换器是逆流热交换器，如板式或管式热交换器。

热交换器26的第二部分32具有入口和出口并且与交通工具100的发热元件接触。在一些实施例中，第二部分32具有紧密附接到交通工具100的放热元件106的外壁的壁。在一些实施例中，第二部分32嵌入在放热元件106的壁中。第二部分的长度可以被设计为允许在第二部分中流动的水有足够的时间达到期望的温度并保持处于所述温度(保持时间)，以便在水在第一部分30的第二侧中后冷却之前实现水的巴氏杀菌。在一些实施例中，水满足高温短时间(HTST)巴氏杀菌标准，例如至少72℃持续至少15秒。参阅宾夕法尼亚州法规标题7§59.216中的其它任选的温度和对应的HTST巴氏杀菌保持时间。在一些实施例中，满足更高热更短时间(HHST)巴氏杀菌标准，例如，89℃持续1秒。在一些实施例中，第二部分是符合HTST巴氏杀菌的保持管标准的管(例如，管道被设计成使得在保持期间的任何时间的流的任何横截面中的最热与最冷的水之间的同时温差将不大于0.5℃)。在一些实施例中，第二部分固定到交通工具100的放热元件106以确保第二部分32与放热元件106之间始终完全接触。

在一些实施例中，巴氏杀菌系统104进一步包括压力开关28，使得在最高温度下的水保持在高于所述温度下的水的饱和蒸汽压的压力下以保持水处于液相。

离开热交换器的第二(巴氏杀菌)部分的巴氏杀菌水被引导到热交换器26的第一(预加热/后冷却)部分30的后冷却侧。预加热/后冷却部分30中的巴氏杀菌水的后冷却将后冷却侧的排出口点处的水的温度降低到微温温度，所述微温温度介于进入热交换器30的第一部分的预加热侧的进水温度与巴氏杀菌温度之间。通常，在进入热交换器的第一部分的预加热侧之前，在巴氏杀菌管线22中循环的水的温度与储罐20中的水的温度类似。本实施例中储罐20中的水的温度介于露点温度与环境温度之间。因此，在热交换器26的第一部分30的后冷却侧中流动的水与从储罐到达并在预加热侧中流动的水进行热交换时，则离开后冷却侧的水的温度介于巴氏杀菌温度和露点与环境之间的温度之间。在一些实施例中，离开第一部分的后冷却侧的水的温度是大约上述温度的平均值。上下文中的术语“大约”意指高达5℃的偏差。在一些实施例中，其更接近于离开储罐的水的温度——这可以通过适当地设计热交换器的第一部分来获得。例如，热交换器的预加热部分的预加热室的容积与后冷却室的容积之比可以较高(例如，预加热管道的直径较大而后加热管道的直径较小)，和/或通过将后冷却路径设计为比预加热路径长。

在一些实施例中，热交换器26是管式热交换器，其中第一部分和第二部分是同一热交换器的整体部件。在一些实施例中，热交换器26的第一部分和第二部分可以物理上分开。

定位在热交换器26的第二部分32的后冷却侧下游的减压装置28降低流体压力以匹配储罐20中的压力。减压装置28可以是限流器、压力释放阀或执行类似操作的任何其它装置。在一些实施例中，减压装置不是必需的，尤其是在低于水的沸点温度经过巴氏杀菌时。

因此，完成巴氏杀菌循环的水(经处理的水)是温度接近储罐中的水温的巴氏杀菌后冷却水。经处理的水的特征在于活性病原体(例如，细菌、真菌和病毒)的水平降低。在一些实施例中，经处理的水基本上不含活性病原体(例如，活性病原体的量可忽略不计，例如，低于标准阈值)。在一些实施例中，处理将病原体的水平降低三个数量级，在一些实施例中降低五个数量级。

在一些实施例中，储罐中的水在巴氏杀菌循环中连续循环，并且在一些实施例中，周期性地循环——例如，每30分钟持续5分钟，或每天一次持续一小时。为此，安装有编程模块的控制单元可以遵循对应的逻辑以通过相应地打开和关闭泵24来启用或停用巴氏杀菌循环。术语“控制单元”是指控制和监测装置操作的组件。其可以包含集成装置，如处理器、微处理器或微机，并且可以包含通用装置或可以是专用处理装置，如ASIC、PAL、PLA、PLD、现场可编程门阵列(FPGA)、门阵列或其它定制或可编程装置。在可编程装置以及其它实施方案的情况下，需要存储器。控制单元通常包含存储器，所述存储器可以包含静态RAM(随机存取存储器)、动态RAM、闪速存储器、ROM(只读存储器)或任何其它数据存储介质。存储器可以包含数据、程序和/或指令以及由处理器可执行的任何其它软件或固件。控制逻辑可以在硬件或软件中实施，如存储在存储器中的固件。

现在参考描绘本发明的实施例的图2，即包括具有系统104的AWG 102.1的设备200，所述系统利用来自其中安装了AWG 102.1的设备200的放热组件106的余热。与图1中的对应的部件相同的组件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略但应被解释为相同。

除了具有以下两个任选的特征之外，AWG 102.1与AWG 102相同：(i)机构，所述机构用于使用水产生制冷循环108的蒸发器8来使巴氏杀菌水112.1冷却和(ii)具有阀34，所述阀具有第一状态和第二状态至少两种状态：第一状态用于将水冷凝物转移到巴氏杀菌循环，第二状态用于将水冷凝物转移到分配管线或其它公共设施管线。

为此，巴氏杀菌管线22被设计成终止于蒸发器8附近并且使离开(寒冷)蒸发器8并在储罐20中重新收集的水滴落，在巴氏杀菌水112.1返回储罐20之前影响其进一步冷冻。

双向阀34安置在处于水泵24下游和热交换器26上游的巴氏杀菌管线22上，并连接到另外的水管线36。在所描绘的实施例中，双向阀34具有第一状态，在所述第一状态下，所述双向阀引导水在巴氏杀菌管线22中朝着热交换器26继续流动。在第二状态下，双向阀34将水流引导到终止于分配出口喷口38的分配管线36。在其它实施例中，多向阀(即三向及以上)安置在巴氏杀菌管线22上，所述多向阀具有针对上述两种状态的另外的状态，在所述另外的状态下，水被引导到交通工具的系统之一的供水的管线，如挡风玻璃洗涤器储器、燃料电池或用于洗涤传感器。

在一些实施例中，AWG 102.1可以包括安置在双向阀34上游的另一个双向阀，所述双向阀具有绕过巴氏杀菌循环22的热交换器26并将水引导到巴氏杀菌管线出口的状态，以使循环水在不经过巴氏杀菌的情况下能够被蒸发器8冷却。

双向阀34可以手动操作和/或由安装有指定编程模块的控制单元(未示出)操作。控制单元可以与双向(或多向)阀34进行通信，任选地与人机接口上的按钮进行通信以供用户要求饮用水，并且任选地与指示供水需要的其它传感器进行通信。控制单元可以例如响应于传感器检测到准备装水的杯子的存在而启用双向阀34。在另一个实施例中，当安装有AWG的设备是交通工具时，当接收到挡风玻璃洗涤器储器中的水位低于预定阈值水平的指示时，控制单元可以启用双向阀34(或多向阀)。在一些实施例中，所述控制单元可以通过启用双向阀34(或多向阀)以将水引导到连接到挡风玻璃洗涤器泵的供应管线来响应挡风玻璃洗涤器泵的启用。在一些实施例中，通过定位在适当位置中的多个泵将来自储罐的水引导到若干条管线，并且可能不需要定向阀。在一些实施例中，响应于来自存在传感器(例如，接近传感器)的存在可拆卸贮器(如水箱或饮水瓶)的指示，所述控制单元可以启用双向阀34(或多向阀)，以将水引导到供应管线以填充瓶或另一类型的可拆卸贮器，如广口瓶。

在这一点上，现在参考描绘本发明的另一方面的实施例的图3，即包括可拆卸贮器40、存在传感器42和安装有编程模块的控制单元(未示出)的AWG 102.2。AWG 102.2被设计成填充可拆卸贮器40直到其装满并且当可拆卸贮器被拿走时停止填充。除非另有说明，否则与图1中的对应的组件相同的组件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略但应被解释为相同。

瓶形式的可拆卸贮器40放置在瓶固持器中并且适于由制冷循环106的蒸发器8产生的水冷凝物112填充。可以定位在瓶固持器(未示出)附近的存在传感器42能够检测可拆卸贮器40的存在。例如，存在检测器可以定位在瓶固持器上。在一些实施例中，存在传感器可以选自接近传感器、重量传感器、触摸开关和占用传感器。

存在传感器42与安装有编程模块的控制单元进行通信，并且向控制单元提供关于可拆卸贮器40的存在或不存在的指示。控制单元响应于从存在传感器42接收到的指示，启用或停用可拆卸贮器的填充机构。在一些实施例中，填充机构的启用对应于阻止制冷循环108制造水。在一些实施例中，停用对应于将产生的水转移到储水器或存在于不同位置的另一个可拆卸贮器。在一些实施例中，响应于来自传感器42的不存在可拆卸贮器40的指示，控制单元切换双向阀34的状态以将水转移到巴氏杀菌循环22。在一些实施例中，可拆卸贮器40定位在分配管线36(如图2所示)的端部处并在分配管线36的端部处连接到出口喷口38(如图2所示)。响应于可拆卸贮器40存在或不存在的指示，控制单元可以分别打开和关闭喷口38。控制单元还可以在指示瓶子装满水时关闭出口喷口38。

在一些实施例中，由AWG 102.2产生的水由可拆卸贮器40直接收集，即在这些实施例中，储罐20等同于可拆卸贮器40。在可拆卸贮器是个人饮水瓶并且储罐被个人饮水瓶替代的实施例中，巴氏杀菌循环22是仅任选的。在一些实施例中，参考图1，巴氏杀菌循环22一端连接到漏斗，所述漏斗收集从蒸发器8滴落的水冷凝物并将其供给到巴氏杀菌循环22，并且在另一端处所述巴氏杀菌循环连接到分配管线，所述分配管线终止于出口喷口，可拆卸贮器连接到所述出口喷口。

现在参考描述由控制单元响应于来自存在检测器42的指示对AWG 102.2进行的操作逻辑的图4。

算法410涉及AWG，所述AWG包括安装有遵循算法410的水管理模块的控制单元、可拆卸贮器40、存在检测器42和用于指示可拆卸贮器是否已满(即可拆卸贮器中的水位低于预定水平)的传感器。在步骤412中，当AWG 102.2的制冷循环108关闭时，逻辑开始。调节步骤414描述了检验以断定可拆卸贮器40是否存在于可拆卸贮器室(例如，瓶固持器)中。如果从存在传感器42接收到存在可拆卸贮器的指示，则决定为是，并且逻辑继续到调节步骤416。如果从存在传感器42接收到不存在可拆卸贮器的指示，则决定为否，并且制冷循环停止(步骤420)。

调节步骤416描述了检验以断定可拆卸贮器40是否已满(即，可拆卸贮器中的水位处于预定阈值水平)。指示由能够确定可拆卸贮器40中的水位的检测器提供。如果从所述检测器接收到瓶子未装满的指示(即，可拆卸贮器40中的水位未达到预定阈值水平)，则答案为否，并且操作制冷循环108以产生水(步骤422)。如果从所述检测器接收到可拆卸贮器已满的指示，则答案为是。在其中由AWG产生的水用于直接填充可拆卸贮器40而没有填充储罐20的实施例中，则停止制冷循环108(步骤420)。在其中AWG具有储罐20的实施例中，则在条件步骤416中的肯定回答之后是另一个条件步骤418。

条件步骤418描述了检验以断定储罐20是否已满。如果从能够测量储罐20中的水位的检测器接收到水位处于或高于预定阈值水平的指示，则答案为是并且制冷循环108停止(步骤420)。如果从所述检测器接收到储罐中的水位低于预定阈值水平的指示，则答案为否并且操作制冷循环108(步骤422)。如果从所述检测器接收到可拆卸贮器38未装满的指示，则答案为否并且操作制冷循环以产生水。

根据另一方面，本发明是指一种遵循算法410的步骤的方法。

AWG 102.2可以安装在本发明中所描述的设备中的任何一个设备中，但也可以是独立的设备，例如，家用AWG，其提供了一个选项来获得个人使用的瓶，所述瓶装满了从大气中产生的用户可以在离开房子之前服用的水。

在另一方面，本发明提供了一种安装在如交通工具等设备中的AWG，所述AWG适于针对设备的一个或多个模型为设备提供温热和干燥的空气，所述设备可以受益于干燥空气的供应。由AWG提供给设备的温热和干燥的空气相对于在遇到蒸发器后离开制冷循环的寒冷空气是温热的。温热干燥的空气比寒冷干燥的空气更高效干燥，所述寒冷干燥的空气是从交通工具的常见系统A/C中获得的。根据本发明的AWG包括制冷循环，所述制冷循环适于将传入的相对温热且潮湿的空气除湿成传出的相对干燥且寒冷的空气(传入空气相对于传出空气是温热且潮湿的，并且反之亦然——传出空气是相对于传入空气是寒冷且干燥的)并耦接到至少一个空气-空气热交换器，所述至少一个空气-空气热交换器适于通过将来自传入空气的热传递到传出空气来对传入空气进行预冷却并对传出空气进行后加热。离开空气-空气热交换器的后加热空气被引导到模块，所述模块适于向使用干燥空气的应用提供干燥空气。在交通工具中，模块可以例如a)向电机吸入口提供干燥空气；b)干燥挡风玻璃；c)干燥传感器上方的水冷凝；和/或d)排出乘客舱的湿气。

现在参考提供本发明的此方面的示例性实施例的图5。与图1到3中的对应的部件相同的组件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略但应被解释为相同。AWG 102.3包括两个鼓风机，即110.1和110.2。第一鼓风机110.1可以促动入口气流16.1通过冷凝器4，以便冷冻冷凝器4并离开作为出口气流17.1。鼓风机110.1可以由风扇替代，并且在一些实施例中，由交通工具300的风扇之一替代。

第二鼓风机110.2也可以是交通工具的风扇之一。鼓风机110.2可以促动相对温热且潮湿(相对于气流17.2)的入口空气流16.2穿过空气-空气热交换器50的第一侧的第一入口52，在所述空气-空气热交换器中，温热和潮湿的入口气流16.2是通过将热传递给相对寒冷且除湿(相对于气流16.2)的第二气流17.2来进行预冷却，所述入口气流离开制冷循环的蒸发器8并在空气-空气热交换器50的第二侧中流动。相对温热且潮湿的气流16.2离开空气对空气第一空气出口54并到达蒸发器8，所述蒸发器借助于制冷循环的制冷剂设计成比气流16.2的露点更含冷，在所述蒸发器中，所述气流由于气流16.2的湿气中的至少一些湿气被冷凝成水而被除湿。离开蒸发器的气流17.2比进入蒸发器的空气更干燥且更寒冷。由于与相对寒冷的气流17.2的热传递，气流16.2以更接近其露点的较低的温度到达蒸发器8，这节省了能量并增加了除湿过程的产量。在此过程112中冷凝的水可以被处理掉。在一些实施例中，水冷凝物112被收集在储罐20中并且此后被处理用于各种可能的用途。相对寒冷且除湿的气流17.2沿着为此目的设计的导管(未示出)通过第二空气入口56重新传入空气-空气热交换器50的第二侧，同时流过第二侧时所述气流从在热交换器50的第一侧中流动的传入的相对温热且潮湿的入口气流16.2中吸收热。气流17.2通过出口58离开空气-空气热交换器50作为相对干燥且温热的气流17.3(相对于气流16.2更干燥并且相对于气流17.2更温热)。在一些实施例中，气流17.2和16.2以交叉流、逆流或半交叉流半逆流的方式相对于彼此流动。相对温热且干燥的气流17.3由分流模块60引导以用于各种可能应用中的至少一种，例如，干燥交通工具的挡风玻璃62或将干燥空气供应到发动机的入口歧管。分流模块60可以由本领域中可用的各种部件和组件组成，如导管和喷嘴，以将干燥空气有效地施加到特定应用中。

在一些实施例中，AWG 102.3的冷凝器4定位在经过后加热的气流17.3下游以及通道输送模块60上游以进一步加热离开空气-空气热交换器50的气流，并在一方面帮助从冷凝器去除热以提高AWG 102.3的能效，并且在另一方面为使用干燥空气的应用提供更温热的干燥气流。

在一些实施例中，AWG包括两个空气-空气热交换器，其中的每一个如上文所描述。所述两个热交换器耦接到至少一个风扇或鼓风机，所述风扇或鼓风机适于允许两个单独气流彼此交换热。风扇或鼓风机在AWG中被安装成促动第一相对温热且潮湿的第一空气流：流过第一空气-空气热交换器的第一侧，从而允许与所述第一空气-空气热交换器的第二侧中流动的相对寒冷的第二空气流进行热交换；然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻所述第一空气流并冷凝所述第一空气流中的湿气；然后穿过第二空气-空气热交换器的第二侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许在所述相对寒冷且干燥的第一空气流与所述第二空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第二空气流之间进行热交换。

相同的风扇/鼓风机或单独的风扇/鼓风机促使以下：第二相对温热且潮湿的空气流流过第二空气-空气热交换器的第一侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许与第二热交换器的第二侧中流动的相对寒冷且干燥的第一空气流进行热交换；然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻第二空气流并冷凝所述第二空气流中的湿气；然后穿过第一空气-空气热交换器的第二侧，所述第一空气-空气热交换器适于允许在相对寒冷且干燥的第二气流与第一空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第一气流之间进行热交换。

在另一方面，本发明提供了一种设备，所述设备具有(i)需要时常洗涤的传感器以及用于洗涤传感器的洗涤器模块和(ii)燃料电池中的至少一个；以及AWG系统，其中AWG系统向燃料电池和/或洗涤器模块供水。为此，分配管线一端连接到如本发明所描述的AWG系统或本领域已知的AWG的储罐，并且另一端连接到燃料电池和/或洗涤器模块。分配管线可以包括水泵，所述水泵用于将来自储罐的水促动到燃料电池和/或洗涤器模块。在一些实施例中，安装有控制模块的AWG的控制单元与能够检测燃料电池中缺水的传感器和/或能够检测洗涤传感器的需要的传感器进行通信。控制单元被设计成响应于从相应传感器接收到的分别指示缺水或需要清洁的信号而启用分配管线以分别向燃料电池和/或洗涤模块供水。

在另一方面，本发明提供了一种用于在AWG中储存冷却能量的机构，当所述设备运行时，所述AWG从所述AWG所安装或所述AWG所耦接到的辅助设备接收电力。储存的冷却能量可以用于在主设备关闭时通过AWG产生水冷凝物和/或除湿空气。为此，AWG包括储存在室中的相变材料(PCM)，所述室进一步包括均与PCM接触的蒸发器和热交换器。

术语“相变材料(PCM)”是指在熔化和冻结过程期间分别吸收和释放热能的物质。当PCM冻结时，其会在相对恒定的温度下以潜热的形式释放大量能量。相比之下，当这种材料熔化时，其会在相对恒定的温度下从环境中吸收大量热。水是相变材料的实例。当水冷却到冰点时，其会固化并变成冰，同时向环境释放热。当环境温度高于冰的温度时，冰会从环境中吸收热，直到冰达到熔点并融化。

PCM罐中的蒸发器(“PCM蒸发器”)是制冷循环的从设备(例如，交通工具)接收电力或与其连接的部件。只要从设备接收电力的制冷循环正在运行，PCM蒸发器就会降低PCM的温度并固化PCM室中的PCM。安置在PCM中的第一热交换器连接到热交换流体循环管线。当热交换流体流过第一热交换器时，热通过第一热交换器从热交换流体传递到PCM，以获得寒冷的热交换流体，所述寒冷的热交换流体进一步流向第二热交换器，在所述第二热交换器中，热从空气传递到热交换流体，从而冷却空气以产生水冷凝物。热交换流体然后返回到第一热交换器以完成闭合循环。在一些实施例中，热交换流体选自由以下组成的组：水、防冻剂和油。在一些实施例中，流体可以是包括防冻剂(例如，丙二醇)的水。

现在参考图6，其描绘了根据本发明的实施例的安装在如交通工具(未示出)等电力提供设备中并且配备有PCM冷却电池的AWG 102.4的实施例。与图1到3和5中的对应的部件相同的组件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略但应被解释为相同。

AWG 102.4包括由其中安装其的设备(例如，交通工具)供电的制冷循环。制冷循环的蒸发器8收纳在容纳PCM 72和第一热交换器74的PCM室70中。PCM 72可以是从液相变为固相的任何材料并且温度范围介于环境温度与当操作制冷循环时蒸发器可以达到的较低温度之间。蒸发器8与PCM 72接触，通过从PCM 72吸收热来固化PCM罐70中的PCM 72中的至少一些。PCM罐70中的第一热交换器74适于通过与周围PCM 72接触并与闭合回路78中的第二热交换器76流体连通而将来自循环流体的热传递到PCM 72，所述闭合回路包括泵80，所述泵用于在闭合回路78中循环热交换流体。在一些实施例中，流体可以是包括防冻剂(例如，丙二醇)的水。在一些实施例中，流体是制冷剂并且第一热交换器和第二热交换器与制冷剂和制冷剂管一起形成热管(在这种情况下，泵80不是必需的)。

循环的热交换流体通过进口73进入第一热交换器74并流过第一热交换器74并通过出口75离开。当流过第一热交换器74时，热交换器流体通过将热传递到PCM 72而被冷冻。冷却的流体然后流向第二热交换器76。鼓风机110.2被定位成使得其可以将空气从AWG102.4外部吹过第二热交换器76，并且第二热交换器适于将来自气流16.2的热传递到热交换流体并且将空气冷却到所述空气的露点以下，从而产生水冷凝物。加热的流体然后返回到第一热交换器74以结束闭合循环。任选的储罐20可以用于收集从第二热交换器76产生并滴落的水冷凝物。热交换流体循环回路78和鼓风机110.2可以由在设备电力断开时向流体循环回路78提供电力的辅助电源(未示出)供电。当设备运行时，流体循环回路78和鼓风机110.2可以从设备(例如，交通工具)的主电源获得电力。

现在参考图7，其描绘了根据本发明的安装在包括放热元件400的设备中的AWG的又另一实施例。与前述图中的对应的部件相同的组件由相同的附图标记表示，并且其描述将被省略但应被解释为相同。

AWG与图2中描绘的系统相同，除了具有用于冷冻分配管线中的水的PCM罐，所述分配管线包括与主制冷循环106流体连通的第二蒸发器8.1、PCM 72和PCM热交换器74。PCM热交换器74与PCM罐70中的PCM 72接触并且安置在分配管线上。在一些实施例中，PCM热交换器浸没在PCM 72中。通过将热传递到PCM材料72来冷却穿过PCM热交换器的水。定位在冷凝器4下游的双向阀82具有两种状态。在第一状态下，所述双向阀将制冷剂引导到水冷凝制冷循环的膨胀装置6。在第二种状态下，所述双向阀将制冷剂引导到PCM罐70中的蒸发器8.1上游的膨胀装置6.1。离开第二蒸发器8.1的制冷剂返回压缩机2。

双向阀82由安装有编程模块的控制单元(未示出)启用，所述控制单元对预定逻辑和来自对应传感器的关于储罐20中的水位和PCM罐70中的PCM 72的温度的指示进行响应，以确定何时启用水产生制冷循环以及何时启用水冷冻PCM罐制冷循环。当PCM足够寒冷且储水罐已满时，控制单元可以关闭制冷循环。当储罐中的水位低于预定值或当PCM温度高于预定阈值时，压缩机被启用。通常，控制系统通过转动双向阀82将制冷剂朝着PCM循环或水产生制冷循环转移，来优先冷却PCM罐，并且然后才使水冷凝。

在一些实施例中，PCM是冰，并且其至少一部分源自水冷凝物。

图7中的AWG 102.5与图1和2中的AWG之间的另一个区别在于，水冷冻PCM罐70的存在表明在巴氏杀菌循环22的热交换器26中需要预加热/后冷却部分31。在一些实施例中，储罐20保持处于高于60°℃的温度。当控制单元发出分配水的命令时，双向阀24将水朝着管线36转移，泵24被启用，并且来自储罐的热水流过热交换器74，被冷冻，并通过水龙头38分配。

现在参考图8，其描述了在向AWG提供电力的耦接设备正在操作的同时，如图6和7中描述的包括PCM室的AWG的操作逻辑(算法810)。

在步骤812中，逻辑开始，其中PCM处于可由温度传感器(例如，温度计、热电偶)测量的给定温度下并且向AWG提供电力的设备正在操作(启动)。

调节步骤814描述了检验以确定是否启动PCM冷却模式。如果由温度传感器测量并提供给控制单元的PCM温度高于预定阈值温度H，则答案为是并且控制单元操作PCM冷却模式(即，制冷循环流过PCM蒸发器8或8.1(步骤816)。如果由温度传感器测量并提供给控制单元的PCM温度为或低于预定阈值温度H，则算法继续到下一个条件步骤818。在一些实施例中，阈值温度H是PCM的冰点。

在启用PCM冷却模式之后，算法810继续到下一个条件步骤820，所述步骤描述检验以确定是否需要终止PCM冷却模式。如果由温度传感器测量并提供给控制单元的PCM温度低于预定阈值温度L，则答案为是并且算法继续到条件步骤818。如果其高于预定阈值温度L，则答案为否并且算法根据具有继续的PCM冷却模式步骤816继续进行。在一些实施例中，阈值温度L比PCM的冰点低5℃、10℃或15℃。

条件步骤818描述了检验以确定储罐20是否已满。储罐20是否已满的指示可以来自检测器，所述检测器能够测量储罐中的水位以及所述水位是否已达到被认为指示储罐已满的预定水位。如果检测器指示储罐已满，则答案为是并且压缩机2被关闭以节省能量(步骤822)并且算法返回到条件步骤814。在一些实施例中，系统可以处于超级生产模式，因此不是节约能源，而是压缩机保持运行并且PCM冷却模式继续进一步降低PCM温度。如果提供储罐20未满的指示，则答案为否并且AWG系统切换到产水模式，在所述产水模式中制冷剂被转移到水产生蒸发器以产生更多的水(步骤824)。然后算法返回到条件步骤814。

根据另一方面，本发明涉及一种按照算法810的步骤操作配备有PCM室的AWG的方法。

在另一方面，本发明涉及一种设备，如交通工具，所述设备包括如上文所描述的本发明的AWG系统中的任何一个并且包括本发明的AWG操作所需的组件(即，放热组件、电源、需要干燥的元件或需要供水的元件)。

以下是本发明的实施例：

1.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)和至少一个发热元件，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；

以及

巴氏杀菌循环系统，所述巴氏杀菌循环系统适于使所述水冷凝物循环并将来自所述交通工具的所述发热元件的热传递到循环的水冷凝物，使得所述循环的水冷凝物加热到使所述循环的水冷凝物得到巴氏杀菌的温度和持续时间，并且所述巴氏杀菌循环系统适于对经过巴氏杀菌的水冷凝物进行后冷却。

2.根据实施例1所述的交通工具，其中所述发热元件是以下中的至少一个：内燃机、电动发动机、制动系统和排气管。

3.根据实施例1所述的交通工具，其中所述制冷循环包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀构件、鼓风机、适于收集和储存所述水冷凝物的水冷凝物储罐以及制冷剂管，

所述鼓风机被设计成促动来自所述AWG外部的空气穿过所述蒸发器，所述蒸发器的温度低于空气露点，并且所述水冷凝物储罐被设计成收集所述水冷凝物。

4.根据实施例1所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环系统包括循环管线、用于促动所述循环管线中的所述水冷凝物的水泵。

5.根据实施例1所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环系统包括至少一个热交换器，所述至少一个热交换器被设计成将来自所述交通工具的所述发热元件的热传递到所述循环的水冷凝物，使得所述循环的水冷凝物加热到使所述循环的水冷凝物得到巴氏杀菌的温度和持续时间，并且所述至少一个热交换器适于对经过巴氏杀菌的水冷凝物进行后冷却。

6.根据实施例5所述的交通工具，其中所述热交换器包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括由阻挡件隔开的两侧，每侧具有入口和出口，并且所述热交换器适于实现在进入所述第二部分之前在所述第一部分的预加热侧中流动的冷水与离开所述第二部分并在所述第一部分的第二侧中流动的热水之间的热交换，所述第二部分包括入口和出口并且与所述交通工具的所述发热元件接触。

7.根据实施例6所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环管线被配置成将来自所述储罐的出口的冷水循环到所述热交换器的所述第一部分的预加热侧的所述入口，在所述入口处，所述冷水通过与所述热交换器的所述第一部分的所述第二侧中的热水进行热交换而升温然后离开所述热交换器的所述第一部分的预加热侧的所述出口，经过升温的水进入所述热交换器的所述第二部分，在所述第二部分中，所述经过升温的水通过与所述交通工具的所述发热元件进行热交换而加热，使得经过加热的水得到消毒，所述热水然后离开所述热交换器的所述第二部分并进入所述热交换器的所述第一部分的所述第二侧，在所述第二侧中，所述热水通过与所述热交换器的所述第一部分的第一侧中的所述冷水进行热交换而冷却，离开所述热交换器的所述第一部分并返回到所述水冷凝物储罐。

8.根据实施例6所述的交通工具，其中离开所述热交换器的所述第二部分的所述水是经过巴氏杀菌的。

9.根据实施例6中任一项所述的交通工具，泵，所述泵定位在所述热交换器上游，所述泵能够使所述热交换器中的压力高于1.5巴；以及压降构件，所述压降构件定位在所述热交换器下游。

10.根据实施例9所述的交通工具，其中加热元件中的水达到满足高温短时(HTST)巴氏杀菌标准的温度和持续时间。

11.根据实施例7所述的交通工具，其中所述循环管线经过所述蒸发器附近，所述蒸发器定位在所述热交换器的所述第二部分下游，所述蒸发器被设计成在离开所述热交换器的所述第二部分的所述水离开所述巴氏杀菌循环管线之前对所述水进行冷却。

12.根据实施例9所述的交通工具，其中在所述循环泵下游定位有定向阀，所述阀包括至少两种状态：在第一状态下，双向阀将来自泵出口的水朝着所述循环管线的其余部分引导，并且在第二状态下，所述双向阀将来自泵出口的水朝着分配构件引导。

13.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物中；控制单元；可拆卸贮器，所述可拆卸贮器适于收纳由所述制冷循环产生和传递的水冷凝物；以及存在传感器，所述存在传感器适于感测所述可拆卸贮器的存在或不存在，

其中

所述控制单元与所述存在传感器通信并且被设计成在从所述存在传感器接收到关于不存在所述可拆卸贮器的信号时停止水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递并在从所述存在传感器接收到关于存在所述可拆卸贮器的信号时启用水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递。

14.根据实施例13所述的交通工具，其中所述可拆卸贮水器选自收集罐和瓶。

15.根据实施例13所述的交通工具，其进一步包括水冷凝物储罐，所述水冷凝物储罐被设计成收集所述水冷凝物，所述水冷凝物储罐包括出口喷口，所述出口喷口连接到所述可拆卸贮器，并且由所述控制单元实现的对冷凝水的启用和停用是分别通过打开和关闭所述喷口来进行的。

16.根据实施例13所述的交通工具，其中所述存在传感器选自接近传感器、重量传感器、触摸开关和占用传感器。

17.根据实施例13所述的交通工具，其中所述水冷凝物储罐是可拆卸瓶。

18.一种交通工具，一种交通工具，其包括适于提供相对温热且干燥的空气的大气水发生器(AWG)以及电机、挡风玻璃、侧后视镜和传感器中的至少一个，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将相对温热且潮湿的传入空气除湿成相对干燥且寒冷的传出空气并耦接到至少一个空气-空气热交换器，所述至少一个空气-空气热交换器适于相互对所述传入的潮湿空气进行预冷却并对所述传出的干燥空气进行后加热，

其中

经过后加热的干燥空气通道输送到适于进行以下中的至少一项的模块：a)向电机吸入口提供干燥空气；b)干燥所述挡风玻璃；c)干燥所述传感器上方的水冷凝；以及d)排出乘客舱的湿气。

19.根据实施例18所述的交通工具，其中所述空气-空气热交换器包括第一侧和第二侧，所述两侧由阻挡件隔开，每侧具有入口和出口，

其中所述AWG适于促动来自所述AWG外部的空气：

穿过所述空气-空气热交换器的所述第一侧，从而允许所述空气将热传递到空气-空气热交换器的所述第二侧中的空气，

然后穿过所述空气-空气热交换器的所述第一侧的所述出口到达所述制冷循环的蒸发器，所述蒸发器的温度被适配成低于空气露点以将与所述蒸发器接触的空气的湿气中的至少一些湿气冷凝成水冷凝物，使得离开所述AWG的空气比进入所述蒸发器的空气更干燥且更寒冷，

然后穿过空气-空气热交换器的第二侧，在所述第二侧中，允许所述空气接收来自空气-空气热交换器的第一侧中的空气的热。

20.根据实施例18所述的交通工具，其包括两个空气-空气热交换器，所述两个空气-空气热交换器适于允许相对温热且潮湿的第一空气流：

流过第一空气-空气热交换器的第一侧，从而允许与所述第一空气-空气热交换器的第二侧中的相对寒冷的第二空气流进行热交换，

然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻所述第一空气流并冷凝所述第一空气流中的湿气，

然后穿过第二空气-空气热交换器的第二侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许在所述相对寒冷且干燥的第一空气流与所述第二空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第二空气流之间进行热交换，

并且所述两个空气-空气热交换器适于允许第二相对温热且潮湿的空气流：

流过第二空气-空气热交换器的第一侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许与相对寒冷且干燥的第一空气流进行热交换，

然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻所述第二空气流并冷凝所述第二空气流中的湿气，

然后穿过第一空气-空气热交换器的第二侧，所述第一空气-空气热交换器适于允许在相对寒冷且干燥的第二气流与所述第一空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第一气流之间进行热交换。

21.根据实施例18所述的交通工具，其进一步包括收集罐，所述收集罐被设计成收集所述水冷凝物。

22.根据实施例18所述的交通工具，其中所述AWG的冷凝器定位在所述经过后加热的空气下游和通道输送模块上游。

23.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)以及燃料电池和传感器洗涤器中的至少一个，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；以及分配管线，所述分配管线适于向所述燃料电池和所述传感器洗涤器中的至少一个提供水冷凝物。

24.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)和至少一个电源，

所述AWG包括：

PCM罐，所述PCM罐适于容纳PCM，

制冷循环，所述制冷循环由所述交通工具电源供电，所述制冷循环包括蒸发器，所述蒸发器收纳在所述PCM罐中并适于从容纳在所述PCM罐中的相变材料(PCM)吸收热，

第一热交换器，

第二热交换器，

鼓风机，以及

水冷凝物储罐，

其中所述蒸发器适于使所述PCM罐中的所述PCM固化，

泵适于在闭合回路中将来自所述第一热交换器内的流体循环到所述第二热交换器并从所述第二热交换器循环到所述第一热交换器，

所述第一热交换器适于将来自循环的流体的热传递到所述PCM罐中的所述PCM，

所述鼓风机适于将来自所述AWG外部的气流吹过所述第二热交换器，

所述第二热交换器适于将来自所述气流的热传递到所述流体并将空气冷却到所述空气的露点以下，从而产生水冷凝。

25.根据实施例24所述的交通工具，其中所述PCM是水。

26.根据实施例25所述的交通工具，其中所述PCM罐中的所述水中的至少一些水是由所述AWG产生的。

27.根据实施例24所述的交通工具，其中所述AWG包括二次电源，当交通工具电力断开时，所述二次电源向所述AWG提供电力。

28.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环从所述交通工具的电源接收电力，所述制冷循环适于冷冻空气流并将所述空气流中的湿气冷凝成水冷凝物，所述制冷循环包括适于储存所产生的水冷凝物的储罐；

循环管线，所述循环管线连接到所述储罐，所述循环管线包括第一热交换器和循环泵，所述第一热交换器适于通过所述交通工具的热源对在所述循环管线中循环的水进行加热，所述循环泵适于使来自所述储罐的水循环穿过所述第一热交换器并从所述第一热交换器循环到所述储罐；以及

分配管线，所述分配管线包括泵、第二热交换器和喷口，所述分配管线的一端连接到所述水冷凝物储罐，并且所述喷口定位在第二端处，所述第二热交换器定位在所述水冷凝储罐与所述喷口之间；以及

相变材料(PCM)室，所述PCM室适于收纳PCM，第二蒸发器的至少一部分和所述分配管线的所述第二热交换器的至少一部分包括：

第二蒸发器；和

第二热交换器，

其中

所述第二蒸发器连接到所述制冷循环，定位在膨胀阀下游在允许所述第二蒸发器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于冷却和固化所述PCM，

所述分配管线中的所述分配泵适于将来自所述储罐的水促动到所述第二热交换器，然后到所述喷口，

所述第二热交换器定位在允许所述第二热交换器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于通过允许水到所述PCM的热传递来使水冷却。

29.根据实施例28所述的交通工具，其中所述储罐连接到出口管线，所述出口管线包括水泵和定位在所述泵下游的定向阀，其中所述定向阀的第一状态适于将水引导到所述分配管线，并且第二状态适于将水引导到所述循环管线。

30.根据实施例28所述的交通工具，其中所述制冷循环包括定位在冷凝器下游的定向阀，所述定向阀具有第一状态和第二状态，所述第一状态适于将制冷剂朝着第一蒸发器引导从而实现水冷凝，所述第二状态适于将所述制冷剂引导到所述第二热交换器从而允许PCM固化。

31.根据实施例28所述的交通工具，其中所述储罐保持处于高于60°℃的温度。

32.根据实施例28所述的交通工具，其包括温度传感器和控制单元，其中温度传感器适于向控制单元指示所述储罐中的所述温度，并且所述控制单元适于在所述储罐中的所述温度低于预定阈值时启用循环并且在所述储罐中的所述温度高于预定阈值时停用循环。

33.根据实施例28所述的交通工具，其中所述PCM的至少一部分源自所述水冷凝物。

34.一种如实施例1到33中任一项所定义的AWG，其将安装在设备中或与所述设备耦接。

35.根据实施例34所述的AWG，其中所述设备是交通工具。

Claims (35)

1.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)和至少一个发热元件，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；

以及

巴氏杀菌循环系统，所述巴氏杀菌循环系统适于使所述水冷凝物循环并将来自所述交通工具的所述发热元件的热传递到循环的水冷凝物，使得所述循环的水冷凝物加热到使所述循环的水冷凝物得到巴氏杀菌的温度和持续时间，并且所述巴氏杀菌循环系统适于对经过巴氏杀菌的水冷凝物进行后冷却。

2.根据权利要求1所述的交通工具，其中所述发热元件是以下中的至少一个：内燃机、电动发动机、制动系统和排气管。

3.根据权利要求1或2所述的交通工具，其中所述制冷循环包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀构件、鼓风机、适于收集和储存所述水冷凝物的水冷凝物储罐以及制冷剂管，

所述鼓风机被设计成促动来自所述AWG外部的空气穿过所述蒸发器，所述蒸发器的温度低于空气露点，并且所述水冷凝物储罐被设计成收集所述水冷凝物。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环系统包括循环管线、用于促动所述循环管线中的所述水冷凝物的水泵。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环系统包括至少一个热交换器，所述至少一个热交换器被设计成将来自所述交通工具的所述发热元件的热传递到所述循环的水冷凝物，使得所述循环的水冷凝物加热到使所述循环的水冷凝物得到巴氏杀菌的温度和持续时间，并且所述至少一个热交换器适于对经过巴氏杀菌的水冷凝物进行后冷却。

6.根据权利要求5所述的交通工具，其中所述热交换器包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括由阻挡件隔开的两侧，每侧具有入口和出口，并且所述热交换器适于实现在进入所述第二部分之前在所述第一部分的预加热侧中流动的冷水与离开所述第二部分并在所述第一部分的第二侧中流动的热水之间的热交换，所述第二部分包括入口和出口并且与所述交通工具的所述发热元件接触。

7.根据权利要求6所述的交通工具，其中所述巴氏杀菌循环管线被配置成将来自所述储罐的出口的冷水循环到所述热交换器的所述第一部分的预加热侧的所述入口，在所述入口处，所述冷水通过与所述热交换器的所述第一部分的所述第二侧中的热水进行热交换而升温然后离开所述热交换器的所述第一部分的预加热侧的所述出口，经过升温的水进入所述热交换器的所述第二部分，在所述第二部分中，所述经过升温的水通过与所述交通工具的所述发热元件进行热交换而加热，使得经过加热的水得到消毒，所述热水然后离开所述热交换器的所述第二部分并进入所述热交换器的所述第一部分的所述第二侧，在所述第二侧中，所述热水通过与所述热交换器的所述第一部分的第一侧中的所述冷水进行热交换而冷却，离开所述热交换器的所述第一部分并返回到所述水冷凝物储罐。

8.根据权利要求6或7所述的交通工具，其中离开所述热交换器的所述第二部分的所述水是经过巴氏杀菌的。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的交通工具，其包括：泵，所述泵定位在所述热交换器上游，所述泵能够使所述热交换器中的压力高于1.5巴；以及压降构件，所述压降构件定位在所述热交换器下游。

10.根据权利要求9所述的交通工具，其中加热元件中的水达到满足高温短时(HTST)巴氏杀菌标准的温度和持续时间。

11.根据权利要求7到10中任一项所述的交通工具，其中所述循环管线经过所述蒸发器附近，所述蒸发器定位在所述热交换器的所述第二部分下游，所述蒸发器被设计成在离开所述热交换器的所述第二部分的所述水离开所述巴氏杀菌循环管线之前对所述水进行冷却。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的交通工具，其中在所述循环泵下游定位有定向阀，所述阀包括至少两种状态：在第一状态下，双向阀将来自泵出口的水朝着所述循环管线的其余部分引导，并且在第二状态下，所述双向阀将来自泵出口的水朝着分配构件引导。

13.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物中；控制单元；可拆卸贮器，所述可拆卸贮器适于收纳由所述制冷循环产生和传递的水冷凝物；以及存在传感器，所述存在传感器适于感测所述可拆卸贮器的存在或不存在，

其中

所述控制单元与所述存在传感器通信并且被设计成在从所述存在传感器接收到关于不存在所述可拆卸贮器的信号时停止水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递并在从所述存在传感器接收到关于存在所述可拆卸贮器的信号时启用水冷凝物到所述可拆卸贮器的传递。

14.根据权利要求13所述的交通工具，其中所述可拆卸贮水器选自收集罐和瓶。

15.根据权利要求13或14所述的交通工具，其进一步包括水冷凝物储罐，所述水冷凝物储罐被设计成收集所述水冷凝物，所述水冷凝物储罐包括出口喷口，所述出口喷口连接到所述可拆卸贮器，并且由所述控制单元实现的对冷凝水的启用和停用是分别通过打开和关闭所述喷口来进行的。

16.根据权利要求13到15中任一项所述的交通工具，其中所述存在传感器选自接近传感器、重量传感器、触摸开关和占用传感器。

17.根据权利要求13到16中任一项所述的交通工具，其中所述水冷凝物储罐是可拆卸瓶。

18.一种交通工具，其包括适于提供相对温热且干燥的空气的大气水发生器(AWG)以及电机、挡风玻璃、侧后视镜和传感器中的至少一个，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将相对温热且潮湿的传入空气除湿成相对干燥且寒冷的传出空气并耦接到至少一个空气-空气热交换器，所述至少一个空气-空气热交换器适于相互对所述传入的潮湿空气进行预冷却并对所述传出的干燥空气进行后加热，

其中

经过后加热的干燥空气通道输送到适于进行以下中的至少一项的模块：a)向电机吸入口提供干燥空气；b)干燥所述挡风玻璃；c)干燥所述传感器上方的水冷凝；以及d)排出乘客舱的湿气。

19.根据权利要求18所述的交通工具，其中所述空气-空气热交换器包括第一侧和第二侧，所述两侧由阻挡件隔开，每侧具有入口和出口，

其中所述AWG适于促动来自所述AWG外部的空气：

穿过所述空气-空气热交换器的所述第一侧，从而允许所述空气将热传递到空气-空气热交换器的所述第二侧中的空气，

然后穿过所述空气-空气热交换器的所述第一侧的所述出口到达所述制冷循环的蒸发器，所述蒸发器的温度被适配成低于空气露点以将与所述蒸发器接触的空气的湿气中的至少一些湿气冷凝成水冷凝物，使得离开所述AWG的空气比进入所述蒸发器的空气更干燥且更寒冷，

然后穿过空气-空气热交换器的第二侧，在所述第二侧中，允许所述空气接收来自空气-空气热交换器的第一侧中的空气的热。

20.根据权利要求18或19所述的交通工具，其包括两个空气-空气热交换器，所述两个空气-空气热交换器适于允许相对温热且潮湿的第一空气流：

流过第一空气-空气热交换器的第一侧，从而允许与所述第一空气-空气热交换器的第二侧中的相对寒冷的第二空气流进行热交换，

然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻所述第一空气流并冷凝所述第一空气流中的湿气，

然后穿过第二空气-空气热交换器的第二侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许在所述相对寒冷且干燥的第一空气流与所述第二空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第二空气流之间进行热交换，

并且所述两个空气-空气热交换器适于允许第二相对温热且潮湿的空气流：

流过第二空气-空气热交换器的第一侧，所述第二空气-空气热交换器适于允许与相对寒冷且干燥的第一空气流进行热交换，

然后穿过蒸发器，所述蒸发器适于冷冻所述第二空气流并冷凝所述第二空气流中的湿气，

然后穿过第一空气-空气热交换器的第二侧，所述第一空气-空气热交换器适于允许在相对寒冷且干燥的第二气流与所述第一空气-空气热交换器的第一侧中的相对温热且潮湿的第一气流之间进行热交换。

21.根据权利要求18到20中任一项所述的交通工具，其进一步包括收集罐，所述收集罐被设计成收集所述水冷凝物。

22.根据权利要求18到21中任一项所述的交通工具，其中所述AWG的冷凝器定位在所述经过后加热的空气下游和通道输送模块上游。

23.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)以及燃料电池和传感器洗涤器中的至少一个，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环适于将来自空气的湿气冷凝成水冷凝物；以及分配管线，所述分配管线适于向所述燃料电池和所述传感器洗涤器中的至少一个提供水冷凝物。

24.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)和至少一个电源，

所述AWG包括：

PCM罐，所述PCM罐适于容纳PCM，

制冷循环，所述制冷循环由所述交通工具电源供电，所述制冷循环包括蒸发器，所述蒸发器收纳在所述PCM罐中并适于从容纳在所述PCM罐中的相变材料(PCM)吸收热，

第一热交换器，

第二热交换器，

鼓风机，以及

水冷凝物储罐，

其中所述蒸发器适于使所述PCM罐中的所述PCM固化，

泵适于在闭合回路中将来自所述第一热交换器内的流体循环到所述第二热交换器并从所述第二热交换器循环到所述第一热交换器，

所述第一热交换器适于将来自循环的流体的热传递到所述PCM罐中的所述PCM，

所述鼓风机适于将来自所述AWG外部的气流吹过所述第二热交换器，

所述第二热交换器适于将来自所述气流的热传递到所述流体并将空气冷却到所述空气的露点以下，从而产生水冷凝。

25.根据权利要求24所述的交通工具，其中所述PCM是水。

26.根据权利要求25所述的交通工具，其中所述PCM罐中的所述水中的至少一些水是由所述AWG产生的。

27.根据权利要求24到26中任一项所述的交通工具，其中所述AWG包括二次电源，当交通工具电力断开时，所述二次电源向所述AWG提供电力。

28.一种交通工具，其包括大气水发生器(AWG)，

所述AWG包括：

制冷循环，所述制冷循环从所述交通工具的电源接收电力，所述制冷循环适于冷冻空气流并将所述空气流中的湿气冷凝成水冷凝物，所述制冷循环包括适于储存所产生的水冷凝物的储罐；

循环管线，所述循环管线连接到所述储罐，所述循环管线包括第一热交换器和循环泵，所述第一热交换器适于通过所述交通工具的热源对在所述循环管线中循环的水进行加热，所述循环泵适于使来自所述储罐的水循环穿过所述第一热交换器并从所述第一热交换器循环到所述储罐；以及

分配管线，所述分配管线包括泵、第二热交换器和喷口，所述分配管线的一端连接到所述水冷凝物储罐，并且所述喷口定位在第二端处，所述第二热交换器定位在所述水冷凝储罐与所述喷口之间；以及

相变材料(PCM)室，所述PCM室适于收纳PCM，第二蒸发器的至少一部分和所述分配管线的所述第二热交换器的至少一部分包括：

第二蒸发器；和

第二热交换器，

其中

所述第二蒸发器连接到所述制冷循环，定位在膨胀阀下游在允许所述第二蒸发器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于冷却和固化所述PCM，

所述分配管线中的所述分配泵适于将来自所述储罐的水促动到所述第二热交换器，然后到所述喷口，

所述第二热交换器定位在允许所述第二热交换器与所述PCM室中的所述PCM接触的位置处，并且适于通过允许水到所述PCM的热传递来使水冷却。

29.根据权利要求28所述的交通工具，其中所述储罐连接到出口管线，所述出口管线包括水泵和定位在所述泵下游的定向阀，其中所述定向阀的第一状态适于将水引导到所述分配管线，并且第二状态适于将水引导到所述循环管线。

30.根据权利要求28或29所述的交通工具，其中所述制冷循环包括定位在冷凝器下游的定向阀，所述定向阀具有第一状态和第二状态，所述第一状态适于将制冷剂朝着第一蒸发器引导从而实现水冷凝，所述第二状态适于将所述制冷剂引导到所述第二热交换器从而允许PCM固化。

31.根据权利要求28到30中任一项所述的交通工具，其中所述储罐保持处于高于60°℃的温度。

32.根据权利要求28到31中任一项所述的交通工具，其包括温度传感器和控制单元，其中温度传感器适于向控制单元指示所述储罐中的所述温度，并且所述控制单元适于在所述储罐中的所述温度低于预定阈值时启用循环并且在所述储罐中的所述温度高于预定阈值时停用循环。

33.根据权利要求28到32中任一项所述的交通工具，其中所述PCM是冰，其中所述PCM的至少一部分源自所述水冷凝物。

34.一种如权利要求1到33中任一项所定义的AWG，其将安装在设备中或与所述设备耦接。

35.根据权利要求34所述的AWG，其中所述设备是交通工具。

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